Verstehen Sie die unsichtbare Welt der Strahlung! Dieses Buch enthüllt auf leicht verständliche Weise die komplexen Zusammenhänge zwischen verschiedenen Strahlungsarten, von ionisierender Röntgen- und Gammastrahlung bis hin zu nichtionisierender Radio- und Mikrowellenstrahlung. Entdecken Sie, wie Strahlung gemessen wird – von der Ionendosis bis zur Äquivalentdosis – und welche Faktoren ihre Wirkung auf den menschlichen Körper beeinflussen. Lernen Sie die Bedeutung von Begriffen wie Gray und Sievert kennen und verstehen Sie, wie diese Einheiten verwendet werden, um die potenziellen Gefahren zu bewerten. Erfahren Sie mehr über Dosisleistungskonstanten, natürliche Strahlenquellen und die alltägliche Strahlenbelastung durch medizinische Anwendungen wie Röntgendiagnostik. Mit anschaulichen Beispielen und praktischen Vergleichswerten bietet dieses Buch einen fundierten Einblick in die Welt der Strahlung, sensibilisiert für potenzielle Risiken und vermittelt das notwendige Wissen für einen verantwortungsvollen Umgang mit dieser allgegenwärtigen Energieform. Dieses Buch ist somit unerlässlich für alle, die sich für Gesundheit, Umwelt und die Auswirkungen von Technologie interessieren, da es fundiertes Wissen über Radioaktivität, Strahlenschutz, elektromagnetische Felder und die Messung von Strahlung vermittelt. Es bietet eine klare und verständliche Erklärung komplexer physikalischer Konzepte und hilft dem Leser, die Risiken und Vorteile verschiedener Strahlungsarten im Alltag besser einzuschätzen. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Strahlung und erweitern Sie Ihr Wissen über diese unsichtbare, aber mächtige Kraft, die unsere Welt prägt. Ein unverzichtbarer Leitfaden für jeden, der die Grundlagen der Strahlenphysik und ihre Anwendungen verstehen möchte. Perfekt für Studenten, Fachkräfte und alle, die ihr Wissen im Bereich Gesundheit und Sicherheit erweitern wollen. Dieses Buch deckt ein breites Spektrum an Themen ab, darunter kosmische Strahlung, Radioaktivität in der Luft, Umgebungsstrahlung und natürliche radioaktive Stoffe im Körper, und bietet so einen umfassenden Überblick über das Thema Strahlung.
1 Definition
Allgemein:
Zitat aus „Strahlung und Strahlenschutz“ vom Bundesamt für Strahlenschutz: „Strahlung ist eine Energieform, die sich als elektromagnetische Welle – oder als Teilchenstrom – durch Raum und Materie ausbreitet.“
Ursachen für Strahlung:
- kosmische Strahlung
- Radioaktivität der Luft
- Umgebungsstrahlung
- Natürliche im Organismus befindliche radioaktive Stoffe (Kalium 40, Radium, C- 14)
Strahlung (Teilchenstrahlung ausgenommen) ist in ihrer physikalischen Natur gleich und unterscheidet sich durch die Menge der mitgeführten Energie, und damit in ihrer Wirkung.
Man spricht von unterschiedlicher Wellenlänge und Frequenz.
Der Mensch kann Strahlung nicht mit Sinnesorganen wahrnehmen.
1.1 Die verschiedenen Arten von Strahlung:
1.1.1 Ionisierende Strahlung
Bsp: Röntgen-, Gammastrahlung und Teilchenstrahlung wie Alpha und Betastrahlung.
- Sie hat die Fähigkeit Atome und Moleküle beim durchdringen zu ionisieren.
- Trifft ionisierende Strahlung auf menschliches Gewebe übt sie eine Wirkung aus die schädigender Natur sein kann.
- Teilchenstrahlung stellt eine eigene Familie der Ionisierenden Strahlung dar und wird wie auch die Gammastrahlung von Radioaktiven Stoffen ausgesandt.
1.1.2 Nichtionisierende Strahlung
Bsp: Radio- Mikrowellen, elektromagnetische Felder (auch das Erdmagnetfeld) und optische Strahlung
Auch sie übt auf das menschliche Gewebe eine Wirkung aus.
Um die von Strahlung ausgehende Gefahr besser beurteilen zu können muss man einige Faktoren berücksichtigen.
Die da wären:
1.2 Strahlenmessung oder Ionendosis I
Biologisch wirksam wird nur die Strahlung die auch vom Körper aufgenommen wird. Ionisierende Strahlung hat die Eigenschaft wie schon der Name sagt, Materie zu ionisieren.
Auch zum Beispiel Luft wird von ihr ionisiert. Dies nutzt man zur Strahlenmessung aus, denn die Ionendosis gibt die durch Strahlung erzeugte elektrische Ladung der Ionen eines Vorzeichens pro Masse durchstrahlter Luft an.
I = q / m
q = erzeugte Ladung m = Masseneinheit Einheit: [I] = 1 C / kg
Die Ionendosis, und somit die momentane Strahlungsintensität, kann direkt mit einem Geigerzähler bestimmt werden.
Mit Dosismetern misst man die Strahlendosis die in einer bestimmten Zeitspanne eingestrahlt wird.
1.3 Energiedosis D
Die „Stärke einer radioaktiven Quelle wird durch Curie bzw. Becquerel dargestellt. Um nun zu beschreiben wie groß die Wirkung dieser radioaktiven Strahlung ist, wurde die Energiedosis eingeführt. Sie ist ein Maß für die physikalische Wirkung von
Strahlung auf Materie und macht Aussage über die von ionisierender Strahlung übertragene Energie E auf eine bestimmte Masse m.:
D = E/m
E = auf die Materie übertragene Energie m = Masse der Materie
Einheit [D] = 1 Gy (Gray)
1 Gy = 1J/ 1 kg
Zusammenhang zwischen D und I: D = E/m
D = (E * q) / (q * m) q / m = I
[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] D = (E * I) / q
Wenn pro Kilogramm beliebiger Materie die Energie von 1 Joule übertragen wird ist die Energiedosis von 1 Gray erreicht.
Zu beachten ist dabei, dass ohne Materie keine Dosis definiert ist.
Bei der Behandlung von bösartigen Tumoren wird Strahlung von max. 60 Gy angewandt. Diese Gesamtdosis wird über mehrere Wochen in Einzeldosen von 1 bis ca. 3 Gy verabreicht
1.4 Äquivalentdosis H
Def: Biologische Maßeinheit die die Wirkungen von Strahlung auf den Menschen beschreibt.
H = q * D
D = Energiedosis
q = Bewertungsfaktor
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
- Damit z. B. g-Strahlung die gleiche biologische Wirkung wie a-Strahlung erzielt muss sie eine um den Faktor 20 höhere Energiedosis haben.
Einheit: [H] = 1 Sv (Sievert)
Sievert ist als Maßeinheit für alle ionisierenden Strahlen definiert
Bei der Aussage Strahlung, im Bezug auf einen Körper, mit der Äquivalentdosis von 1 Sv ist sowohl die Art der Strahlung als auch die Energie der Strahlung bereits berücksichtigt.
Problem: bei Radionukliden die sich nicht gleichmäßig im Körper verteilen kann es zu starken lokalen Anreicherungen kommen. Dadurch tritt hier eine sehr hohe Strahlenbelastung auf, obwohl die Äquivalentdosis für das gesamte Organ oder den gesamten Körper eher gering ist. Diese hohe lokale Strahlenbelastung kann zu einem erhöhten Krebsrisiko führen.
1.5 Dosisleistung
Dosisleistung ist der Quotient aus der Dosis und der Zeit.
Für die Energiedosisleistung pro Stunde ergibt sich somit = D / h und wird in Gy / h angegeben.
Die Äquivalentdosisleistung wird im Strahlenschutz häufig in Mikrosievert je Stunde (µSv/h) angegeben
Zudem gibt es eine Dosisleistungskonstante die für die meisten Radionuklide tabelliert ist. Es muss davon ausgegangen werden, dass die Strahlenquelle eine punktförmige Quelle darstellt und man vernachlässigt die Absorption durch Materie wie Luft.
Die Ionendosis und die Äquivalentdosisleistung können durch sie wie folgt berechnet werden:
Ionendosis I:
I = (G * A * t) / r2
G = Dosisleistungskonstante in ( mSv * m2) / (h * GBq) h = Stunde
m = Meter
GBq = Gigabecquerel ( 109 Bq)
A = Aktivität in Gigabecquerel
r = Abstand von der Strahlenquelle in Meter t = Dauer der Bestrahlung
Äquivalentdosisleistung
= (G * A) / r2 Einheiten siehe oben
Hier einige Beispiele für die Dosisleistungskonstante
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
1.6 Praktische Vergleichswerte
Äquivalentdosis im Mittel für das Jahr 99 und pro Person: 2,00 mSv.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Strahlung laut Bundesamt für Strahlenschutz?
Laut dem Bundesamt für Strahlenschutz ist Strahlung eine Energieform, die sich als elektromagnetische Welle oder als Teilchenstrom durch Raum und Materie ausbreitet.
Was sind die Ursachen für Strahlung?
Zu den Ursachen für Strahlung gehören kosmische Strahlung, Radioaktivität der Luft, Umgebungsstrahlung und natürliche im Organismus befindliche radioaktive Stoffe wie Kalium 40, Radium und C-14.
Was unterscheidet die verschiedenen Arten von Strahlung?
Strahlung (mit Ausnahme von Teilchenstrahlung) ist in ihrer physikalischen Natur gleich und unterscheidet sich durch die Menge der mitgeführten Energie, was sich in unterschiedlicher Wellenlänge und Frequenz äußert. Der Mensch kann Strahlung nicht mit Sinnesorganen wahrnehmen.
Was sind die verschiedenen Arten von Strahlung?
Es gibt ionisierende und nichtionisierende Strahlung.
Nenne Beispiele für ionisierende Strahlung.
Beispiele für ionisierende Strahlung sind Röntgen-, Gammastrahlung und Teilchenstrahlung wie Alpha- und Betastrahlung. Sie hat die Fähigkeit, Atome und Moleküle beim Durchdringen zu ionisieren und kann schädigende Wirkungen auf menschliches Gewebe haben.
Nenne Beispiele für nichtionisierende Strahlung.
Beispiele für nichtionisierende Strahlung sind Radio- Mikrowellen, elektromagnetische Felder (auch das Erdmagnetfeld) und optische Strahlung. Auch sie übt eine Wirkung auf das menschliche Gewebe aus.
Was ist Strahlenmessung oder Ionendosis (I)?
Die Ionendosis gibt die durch Strahlung erzeugte elektrische Ladung der Ionen eines Vorzeichens pro Masse durchstrahlter Luft an. Sie wird mit der Formel I = q / m berechnet, wobei q die erzeugte Ladung und m die Masseneinheit ist. Die Einheit ist 1 C / kg.
Wie misst man die Strahlungsintensität?
Die momentane Strahlungsintensität kann direkt mit einem Geigerzähler bestimmt werden. Dosismeter messen die Strahlendosis, die in einer bestimmten Zeitspanne eingestrahlt wird.
Was ist Energiedosis (D)?
Die Energiedosis ist ein Maß für die physikalische Wirkung von Strahlung auf Materie und macht Aussage über die von ionisierender Strahlung übertragene Energie E auf eine bestimmte Masse m. Sie wird mit der Formel D = E/m berechnet, wobei E die auf die Materie übertragene Energie und m die Masse der Materie ist. Die Einheit ist 1 Gy (Gray), wobei 1 Gy = 1J/ 1 kg.
Was ist die Äquivalentdosis (H)?
Die Äquivalentdosis ist eine biologische Maßeinheit, die die Wirkungen von Strahlung auf den Menschen beschreibt. Sie wird mit der Formel H = q * D berechnet, wobei D die Energiedosis und q der Bewertungsfaktor ist. Die Einheit ist 1 Sv (Sievert).
Was ist die Dosisleistung?
Die Dosisleistung ist der Quotient aus der Dosis und der Zeit. Für die Energiedosisleistung pro Stunde ergibt sich somit = D / h und wird in Gy / h angegeben. Die Äquivalentdosisleistung wird im Strahlenschutz häufig in Mikrosievert je Stunde (µSv/h) angegeben.
Wie berechnet man die Ionendosis I und die Äquivalentdosisleistung mit Hilfe der Dosisleistungskonstante?
Die Ionendosis I wird berechnet mit: I = (G * A * t) / r2, wobei G die Dosisleistungskonstante, A die Aktivität, r der Abstand von der Strahlenquelle und t die Dauer der Bestrahlung ist. Die Äquivalentdosisleistung wird berechnet mit: = (G * A) / r2.
Was ist ein praktischer Vergleichswert für die Äquivalentdosis?
Die Äquivalentdosis im Mittel für das Jahr 99 und pro Person betrug 2,00 mSv, davon ca. 1,95 mSv allein durch medizinische Röntgendiagnostik.
- Quote paper
- Michael Schröder (Author), 2001, Strahlenbelastung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/103644
